독일, 17세기 탄환 재활용하여 태양광 핵심 소재 개발

El paso a paso del sensacional proceso que transformó residuos tóxicos en un recurso para la energía limpia.El trabajo científico contó con el apoyo de la Asociación Helmholtz y la Unión Europea.

En la industria de la energía solar resultan de utilidad hasta objetos en deplorables condiciones. Particularmente, antiguas balas de plomo, con las cuales es posible obtener un importante material, según se observó recientemente en Alemania.

El pésimo estado de conservación de las balas no fue un impedimento para tal propósito en la tierra del influyente intelectual Goethe. Es que las mismas, que datan de los siglos XVII y XVIII, fueron convertidas por científicos en un compuesto clave para la energía solar del futuro.

Así lo informó un estudio publicado en la revista Cell Reports Physical Science. El equipo del Centro de Investigación de Jülich, que forma parte de la Asociación Helmholtz —la mayor organización de investigación de Alemania— dio a conocer sus averiguaciones el último 25 de marzo.

El artículo está titulado Upcycling bullets into solar cells converts lead waste into a green energy source (“El reciclaje de balas para convertirlas en células solares transforma los residuos de plomo en una fuente de energía verde”, en español).

Allí se indica un proceso de reciclaje que permite la conversión de las antiquísimas balas de plomo en células solares de perovskita. Las perovskitas son una familia de materiales poseen un destacado potencial para el alto rendimiento y los bajos costos de producción en células solares.

Descubierto en el 2009, este compuesto es un muy buen absorbente. Para llegar a él, el equipo utilizó la munición mencionada. La misma estaba contaminada con residuos de carbono, oxidación e impurezas metálicas.

Tales aspectos, en apariencia negativos, sirvieron para poner a prueba el método en una materia prima extremadamente difícil de refinar.

Los expertos —dirigidos por el Dr. Mykhailo Sytnyk— transformaron el plomo degradado de las balas en yoduro de plomo de alta pureza. Este es un ingrediente necesario para fabricar unas de las placas solares de perovskita más auspiciosas en el panorama actual.

Este ingenioso experimento de reutilización de residuos tóxicos busca mejorar los rendimientos energéticos a la vez que se propone abaratar costos.

Para conseguirlo, los investigadores fundieron las balas y posteriormente las remodelaron en forma de electrodos. A continuación las colocaron en una mezcla de acetonitrilo con yodo disuelto mientras aplicaban corriente eléctrica.

Así consiguieron yoduro de plomo con una pureza altamente elevada, al instante en el que reducían tanto el uso de reactivos como la producción de aguas residuales contaminadas con plomo.

Luego, con una técnica conocida como "cristalización por temperatura inversa" se usó el polvo amarillo para dar fruto a cristales de perovskita. Para ello el calor favoreció la formación de estructuras cristalinas y moléculas.

Como conclusión, se obtuvieron dispositivos con una eficiencia del 21%. Porcentaje ciertamente competitivo en el campo energético, según afirmaron los autores —entre ellos Balázs Imre, Yanxue Wang, Zhenni Wu, Jiyun Zhang, Jens Hauch, Christoph Brabec e Ian Marius Peters—.

En definitiva, el trabajo científico demostró que residuos peligrosos de antaño son pasibles de transformarse en recursos para la energía limpia. Más específicamente, en materiales de alto rendimiento para células solares.

“Al combinar la electroquímica con la purificación selectiva, demostramos una vía escalable hacia materiales circulares en la energía fotovoltaica, donde los flujos de residuos contribuyen a impulsar la transición energética”, detalló Marius Peters en su LinkedIn.